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机械密封 目 录 一、机械密封原理 （一）定义与组成（图1-1） 二、机械密封的基本零件 （一）对摩擦副密封环的要求 （十）整体式密封环 三、机械密封的计算 （一）补偿环的受力状况 摩擦副密封环是机械密封的主要元件，它在很大程度 上决定了机械密封的性能和寿命。因此，对它有一些基本 要求。 （1）足够的强度和刚度 保证在工作条件（如压力，温度，滑动速度等）下不损坏，变形小，工作条件波动时影响小。 （2）端面有足够的硬度、耐腐蚀性能确保使用寿命。 （3）耐热冲击力 高的导热系数，低的线膨胀系数。 （4）较小的摩擦系数，良好的自润滑性，材料与介质有很好的浸润性短时间干摩擦，不损伤端面。 （5）易加工，材料成本低 （1）一般选择一软一硬的材料配对，软环作窄环，如 YG6/M106K，只有介质含固体颗粒、易结晶、粘度高 时才选用硬对硬。 （2）尽量采用内装、内流式结构，防止机械杂质进入密封 端面，减少泄漏量。 （3）选导热性良好材料作动环。 以利散热，降低端面温度。 （4）环的壁厚不可太薄，以保证整体强度、刚度，也利散 热（导热欠佳的材料，可薄一些）。 （5）动环和轴（轴套）间隙A11（0·4~0·6）以利补偿 静环和轴（轴套）间隙1~3mm以免摩擦 （二）摩擦副匹配要考虑的因素 （1）主要决定窄环（软环）宽度，宽环外径—窄环外径 ≥0.5，宽环内径≤窄环内径－0.5； （2）泄漏量与摩擦副端面宽度关系不大 （3）窄的端面摩擦热少，温度梯度小，热变形小，磨损均匀； （4）从受力角度出发，窄的端面整体强度和刚度差，易损坏 或变形。因此应综合考虑。对于普通密封，端面宽度推 荐值如下： （三） 密封端面宽度 宽系列用于组对性能好（如YG6/M106K、SiC/M106K）、工 况条件好的场合 窄系列用于组对性能欠佳（如YG6/YG6、YG6/青铜）、饱和蒸气压高、易挥发、颗粒介质，高速机械密封，（对于轻烃介质，在强度够的情况下，取窄系列）。 3.0 3.0 2.5 2.0 2.0 1.5 窄系列 5.0 5.0 4.0 3.0 2.5 2.0 中系列 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.5 宽系列 ≤120 ≤100 ≤70 ≤55 ≤35 ≤16 轴 径 （１）平面度0.0009，硬质Ｒａ≤0.2，软质Ｒａ≤0.4，表 面不应有裂纹、划伤、气孔、疏松等缺陷。 （２）密封环端面与安装辅助密封圈处的平行度、垂直度按 ＧＢ１１８４－８０的７级精度要求。 （３）安装辅助密封圈处粗糙度：Ｒａ≤3.2，径向尺寸公 差Ｈ８或ｈ８。 上述要求是对普通机械密封而言，对转速较低的釜用 机械密封可适当放宽标准，对高速机封要求更高。 （四）密封环的主要技术要求 平面度0.0009，普通量具无法检测，通常利用光波的干 涉效应来检测。 （1）光波的干涉效应 根据波动学原理，两波产生干涉的条件是： （a）两波在相遇点振向一致； （b）两波具有相同的频率； （c）两波在相遇点有固定的周相差 。（两个同样的钠光灯 不行，只有用同一光源发出的光设法分成两束，才 满足相干条件） （五）摩擦副端面平面度检测 满足相干条件的两束光的叠加效果是：在波程差为波长 整数倍的地方，光强度加强；在波程差为半个波长的奇数倍 的地方，光强度减至零（变暗）。这就是光的干涉原理。 （2）平面度检测原理 设入射角i=0，e为气膜厚度（即是被检测面上点到平 晶的距离），λ为光波波长，δ为光的波程差，那么 δ=2e＋λ/2 当δ=kλ时，被检测面上点变暗； δ=(2k＋1)λ/2 ，被检测面上点变亮 ；（其中k=0,1,2,3,4,…， k为整数） 由以上公式可以得出下面结论： （ⅰ）相邻两条光带所对应两点的气膜厚度差（高度差） 为λ/2，（对于钠光灯λ=0.589μm，λ/2≈0.3μm） （ⅱ）相邻两条光带宽b=λ/2Sinθ，（θ为空气膜倾斜角） （ⅲ）当e=0时，δ=λ/2（半波损失），出现暗条纹； （1）合格光带举例 （2）平面度检测器（图2-3） 平晶：由派利克斯玻璃、熔凝水晶或折射系数为1.516的光学玻璃制造。表面平面度0.1μm(2级)，0.03μm (1级)。 光源:钠光灯(λ=0.589μm) 密封端面承载能力与表面粗糙度有很